Владимир Кованов - Эксперимент в хирургии
Вот один из примеров использования такого метода консервирования. В клинику кафедры травматологии и ортопедии Гродненского медицинского института был доставлен школьник Слава В., 12 лет, с тяжелым поражением костей нижней трети голени. Больной стойко температурил (до 40,2 градуса Цельсия) в течение полутора месяцев. Клиническая картина подсказывала: немедленная ампутация, или разовьется еще более грозное осложнение - сепсис (заражение крови).
Было решено испытать последний шанс. Славе произвели резекцию большеберцовой кости: удалили нежизнеспособный ее участок длиной до 20 сантиметров и заменили его трансплантатом, консервированным в смеси альдегидов по разработанному методу. И вот результат. Через полгода после операции Слава В. покинул больницу и стал ходить в школу. Затем вернулся к занятиям физкультурой, футболом. Прошло 7 лет. Он регулярно ходит на контрольные осмотры - трансплантат, спасший его, хорошо сросся, функционирует нормально.
Давно было подмечено, что самые неожиданные, самые случайные научные открытия вовсе не случайны. Они как бы запрограммированы логикой развития наших знаний, всем ходом исследования. Как принято говорить, они «носятся в воздухе». Их ждут, а порой предсказывают. И если такие предсказания являются косвенными, на первый взгляд отдаленными, то тем выше должна быть проницательность исследователей, тем больше настойчивость, чтобы правильно оценить факты и скрытые до поры до времени связи между ними. Так было и с формалином.
Можно проследить шаг за шагом весь путь становления проблемы консервации органов и тканей с помощью формалина.
1932 год. Английский исследователь Э. Пирс, изучая взаимодействие формалина с белковыми веществами, призвал учесть «многообразие и сложность этих реакций». Ни слова больше, но это означало - ищите! В 1960 году он вернулся к этой проблеме и установил, что активность ферментов под влиянием формалина угасает не сразу, а постепенно.
В 1938 году профессор Б. Тарусов отметил, что нервная и мышечная ткани после обработки их формалином в течение определенного времени сохраняют электрические потенциалы.
В 1949 году советский микробиолог Н. Леонов высказал мнение о том, что формоловые вакцины (то есть приготовленные с помощью формалина) в ряде случаев оказываются не «убитыми», а «живыми». Вирусы и микробы в них могут размножаться. Иными словами, был поставлен вопрос о способности микроорганизмов при некоторых условиях выживать в растворе формалина.
Каковы же теоретические предпосылки сохранения жизни органа в растворах формалина? Вот основной вопрос, который поставили перед собой исследователи академической группы при кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии 1-го ММИ.
Реакция формальдегида с белком состоит из двух этапов. На первом соединение это обратимо, на втором - нет. Меняя условия опыта, можно по своему желанию фиксировать белковые вещества органа, как на время, так и навсегда. Таким образом, открывается перспектива управления внутриклеточными реакциями.
В результате длительных исследований удалось доказать, что формальдегид присутствует во всех жизненно важных органах, в одних в большем, в других в меньшем количестве. В норме формальдегид - промежуточный продукт, имеющийся во всех тканях и принимающий участие в ключевых реакциях обмена веществ.
При ишемии (уменьшении кровоснабжения, питания тканей) наблюдается динамика содержания формальдегида в органах с общей тенденцией к понижению. Это свидетельствует о тесной связи интенсивности метаболизма (обмена веществ) с содержанием в органе формальдегида. В то же время повышение уровня формальдегида в 4-5 раз по сравнению с нормой приводит к замедлению обменных процессов в ткани. Следовательно, изменением концентрации формальдегида можно регулировать интенсивность обмена веществ, «выключить» жизнь органа на короткое время, то есть блокировать происходящие в нем процессы, а потом восстановить их.
Мы приступили к экспериментам на таких жизненно важных органах, как почки, сердце, мозг. Сложность заключалась в выборе метода введения формальдегида, влияние которого на органы решили изучить непосредственно в живом организме. Для этого животному внутривенно с определенной скоростью вводили формальдегид различных концентраций. Происходило постепенное угнетение сократительной функции сердца и биоэлектрической активности сердца и мозга. Данные биохимии свидетельствовали о том, что процессы обмена в органах отсутствовали. Казалось, что они погибли. Следующая задача - оживление органов. Какова же была наша радость, когда после подключения их в кровоток почка начала выделять мочу, сердце - сокращаться в своем обычном ритме, а в мозгу появилась электрическая активность. Тщательно изучив на большом экспериментальном материале это явление, мы получили неопровержимые доказательства обратимости воздействия формальдегида на жизненно важные органы. В дальнейшем была доказана и возможность продления жизни органа, в котором кровоток на время прекращается.
Проведенные нами исследования с уксусным, пропионовым, глутаровым альдегидами позволили установить аналогичную закономерность их влияния на деятельность жизненно важных органов. Различие заключалось лишь в концентрации раствора и длительности воздействия.
Введение в систему сонных артерий слабого раствора формальдегида перед моделированием ишемии головного мозга у животных увеличивало безопасные сроки ишемии в 3 раза по сравнению с контрольным. С целью предотвратить развитие ишемических повреждений в миокарде нами разработан комбинированный метод консервирования. Суть его в том, что для профилактики ишемических повреждений внутривенно вводят слабые растворы уксусного альдегида. Далее сердце извлекают из организма и производят его дробное переливание сбалансированным по ионному составу раствором Бретшнейдера, добавляя в него небольшое количество глутарового альдегида. Такая методика позволяет полностью восстанавливать сократительную активность сердца через 5 часов консервирования на модели чужеродной пересадки.
Разрабатывая эти методики, мы получили интересные факты, которые в полной мере могут опровергнуть мнение оппонентов, утверждающих, что формальдегид и другие альдегиды - яды, убивающие все живое. Подбирая дозы для профилактики ишемических повреждений различных органов, мы, как уже было сказано, вводили альдегиды внутрисосудисто. Попутно решали вопрос: сколько, какую дозу вещества способен переносить организм без видимого ущерба для себя?
Такая безнаказанная доза оказалась чрезвычайно высокой - примерно 25 миллилитров 0,2-процентного раствора формальдегида на 1 килограмм массы тела животного. Это количество вещества приводило к умеренному снижению артериального давления, частоты сердечных сокращений, дыхания, угнетению деятельности головного мозга. Однако спустя 20-30 минут сердечно-сосудистая, дыхательная и центральная нервная системы полностью приходили в норму, а поведение животных становилось обычным. При дополнительных исследованиях оказалось, что повреждений структуры головного мозга, печени, сердца, почек и других органов не происходит.
Чтобы лучше оценить сказанное, достаточно отметить следующее: для человека весом 60-70 килограммов доза раствора формальдегида, переносимого совершенно безболезненно, без какого бы то ни было ущерба, составляет 1,5-2,0 литра!
Обратимость блокирования альдегидами (то есть временного выключения окислительных процессов) жизнедеятельности в биологическом объекте мы доказали на органном, клеточном и молекулярном уровнях, назвав это явление химическим анабиозом. Холодовой анабиоз - старое доброе средство хранения органов и тканей, известное с начала века, - обрел в нашем методе достойного «конкурента».
В одном из рассказов Эдгара По приводится разговор экспериментаторов с оживленной мумией фараона. Собеседники, даты жизни которых разделяли тысячелетия, осуждали состояние научных знаний, причем современникам писателя не удалось убедить представителя великой династии в прогрессе науки, происшедшем за время его «отсутствия» на земле.
Нынешний читатель, вооруженный данными науки, в достижениях которой так дерзко сомневалась оживленная мумия, мог бы заметить: будь писатель нашим современником, он не позволил бы мумии сомневаться, потому что прогресс науки очевиден и перспективы ее развития необозримы.
Так, открытие химического анабиоза вносит коренное изменение в уровень научного познания. Его значение состоит в том, что оно служит теоретической основой для выполнения широкого спектра научных исследований и практических разработок в различных отраслях знаний, в частности, в биологии, медицине, генетике, ветеринарии, агрономии, науке о космосе и других.
